想要LPCXpresso54608板子分享LPC54100版本6LoWPAN低功耗网络设计

camel_shoko · ‎12-22-2016

这是一个连载的帖子，本人首发于eeworld，现在发布到lpcmcu.org上，给大家参考，本人保留转载权利，目前LPC54102已经应用在实际低功耗网络项目上了。

写在最前面的，异构双核用于无线低功耗网络传感网非常适合，M0用于传感采集，M4用于网络处理（主要负责IPv6的一些封包/解包/路由算法/低功耗策略/应用层协议等）。

开篇【LPC54100】Lis3dh+Gnuplot+Mysql

有些事情要做好还是要看当前的情况/环境了，这次基于lpc54100的6lowpan网络感觉有点完成不了了，事情蛮多的，需要做的底层的事情也是蛮多的，只能做一点算一点咯，关于之前的计划有打算搞定一个通用的传感器framework，基本上算是events-driven那一套东西了，不过得让api接口更加智能化一些，需要好好考虑一下framework的事情了。

恩，要有传感器，硬件基本上ok了，选择一个mems传感器会更加符合时代的主题，大家都在玩嘛，四轴什么的。选一个手机用的传感器，st的算是出货量蛮大的IC了，lis3dh应该有蛮多熟悉这颗ic的，好像大家会喜欢mpu6050这种吧，不晓得为啥，怎么不自己选一个自己喜欢的呢。LIS3DH官方提供了linux的驱动，基本上是给android手机用的嘛，得要有的。去年看过一款st的9轴传感器，蛮不错的，可惜好像还是样片，有个惯导定位的项目也因为这个没有落地。

期间搞过一些关于mems算法调试的通用平台，基本上linux下面的，个人基本上工作上linux桌面会选ubuntu为主吧。简单说说调试平台，基本上是gnuplot+mysql+p2p无线传输+mems节点，软件上基本上是《file操作 + mysql 管理 + gnuplot脚本 + 串口数据流》。

一些mysql的操作和测试

1、安装mysql
sudo apt-get install mysql-server-5.5
2、登陆mysql
mysql -u root -p
3、创建accDB
create database accDB;
show databases;
drop database accDB;
show databases;
4、创建accRow数据表
create table accRow(acc_time datetime,acc_x int,acc_y int,acc_z int);
5、插入测试数据
use accRow
insert into accRow values(now(),1,1,1);

复制代码

虽然时间比较紧，还是得慢慢来，东西要做好，论坛的事情也是要用心的哦，认真做事情你会感觉到还蛮开心的。

好了，来电图：

哎，家里的电脑装起来，开发蛮爽了。

一些配置：

HAL_I2C_Init();
LIS3DH_GetWHO_AM_I(&dump);
DEBUGOUT("LIS3DH ID:%x\n", dump);
/* Set ODR (turn ON device) */
response = LIS3DH_SetODR(LIS3DH_ODR_400Hz);
if (response == 1) {
DEBUGOUT("SET_ODR_OK\r\n");
}
/* Set PowerMode */
response = LIS3DH_SetMode(LIS3DH_NORMAL);
if (response == 1) {
DEBUGOUT("SET_MODE_OK\r\n");
}
/* Set Fullscale */
response = LIS3DH_SetFullScale(LIS3DH_FULLSCALE_2);
if (response == 1) {
DEBUGOUT("SET_FULLSCALE_OK\r\n");
}
/* Set axis Enable */
response = LIS3DH_SetAxis(LIS3DH_X_ENABLE | LIS3DH_Y_ENABLE | LIS3DH_Z_ENABLE);
if (response == 1) {
DEBUGOUT("SET_AXIS_OK\r\n");
}

复制代码

I2C初始化，采用的I2C1，大家换个口看看，我被坑到了，需要注意这个NXP驱动的写法，真是高级，用过这么多库，这玩意感触最深。

第一次使用st的感觉他的库蛮好的，后面用atmel的R21感觉他的库很不错，比st的好多了，水平也高不少，很类似linux下的东西。

如今用NXP的，感觉这玩意真心不错，比atmel的还给力，感觉这就是以后这种MCU厂家合并/并购的目的吧，以后这种外设库更加的合理丰富，更加具有可用性，因为各家的越来越多的人，优秀的开发人员共同开发统一的外设驱动库，当然NXP的也会是一个大趋势，ROM和periph这种。

/**
* @brief HAL_I2C_Init
* @note 软件I2C配置函数
* @param None
* @retval None
*/
void HAL_I2C_Init(void)
{
uint32_t memSize, *devMem;
Chip_IOCON_PinMuxSet(LPC_IOCON, 0, 25, (IOCON_FUNC1 | IOCON_DIGITAL_EN));
Chip_IOCON_PinMuxSet(LPC_IOCON, 0, 26, (IOCON_FUNC1 | IOCON_DIGITAL_EN));
Chip_Clock_EnablePeriphClock(LPC_I2CM_CLOCK);
Chip_SYSCON_PeriphReset(LPC_I2CM_RESET);
/* Get needed size for driver context memory */
memSize = ROM_I2CM_GetMemSize();
if (memSize > sizeof(drvData)) {
DEBUGOUT("Can't allocate memory for I2C driver context\r\n");
}
/* Or just use malloc(memSize) */
devMem = drvData;
/* Initialize driver */
i2cmInit.pUserData = NULL;
i2cmInit.base = (uint32_t) LPC_I2C_PORT;
i2cmHandle = ROM_I2CM_Init(devMem, &i2cmInit);
/* Error initializing I2C */
if (i2cmHandle == NULL) {
DEBUGOUT("Error initializing ROM\r\n");
}
/* Set I2C clock rate */
actualRate = ROM_I2CM_SetClockRate(i2cmHandle, Chip_Clock_GetAsyncSyscon_ClockRate(), I2C_BITRATE);
DEBUGOUT("Actual I2C master rate = %dHz\r\n", actualRate);
}

复制代码

恩，就这样了，nmg不要催我了哦，有时间我就跟新一点，做事情认真的人，催也不行哦

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第二篇 [LPC54100] 通用定时器使用

开头引用我回复freebsder帖子的话，那是一篇对低功耗分析相当专业的帖子，大家有兴趣去看一下。

我个人越来越喜欢这颗IC了，低功耗方面看怎么用，在提供合理的CPU性能的情况下功耗能控制得很合理，起码NXP给我考虑的很周到了。
其次对于内置的BAKUP SRAM区域可以说是一大特色，相比TI或者其他厂家的全部保持的做法有不少新意。
最后关于文档和CODE，虽然不足够多，但是给出的基本上也足够用了，关键还是要用心看，对于新手可能会有一些问题，其实我真正打算把这颗IC用起来是从昨天晚上开始的，已经在移植6lowpan了，接触了蛮多的外设，对他的文档和官方的驱动有了更深刻的认识，。
恩，要是有机会的话，以后要是允许我会重点把LPC54102平台化，作为项目中低功耗/传感/运算场合的通用平台，好好去维护。

开始移植6lowpan协议栈，涉及的外设还挺多的，昨天晚上才开始，估计明天完成不了了，分享一些相关的东西吧。需要蛮多的timer和clock，拿最简单的通用定时器来搞吧，简单些。

先看看时钟树吧，蛮有必要的，从LPC5410x Standard counter/timers部分看出时钟来至APB，而APB的时钟从下面的时钟树看到来至几个地方，看程序中设置。

/*
* Main system clock rate in Hz for this board. Select a clock rate between
* 1500000Hz and 150000000Hz for the main system (CPU) clock for this board.
*/
#define BOARD_MAINCLOCKRATE (100000000)

复制代码

Chip_SetupIrcClocking(BOARD_MAINCLOCKRATE);

复制代码

所以这里的时钟是100M，关于对定时器的配置，也蛮简单的，不得不再次强调写NXP库的工程师团队水平了得，其实不单单是软件工程师的功劳，和硬件设计的时候也是息息相关的，这些是和寄存器设计有关的，不多说了。

/**
* [url=home.php?mod=space&uid=159083]@brief[/url] TIMER1_Init
* @note TIMER1初始化
* @param none
* @retval none
*/
void TIMER1_Init(void)
{
/*
* 设置PR=100
* TIMER1时钟=PCLK(100M)/100 = 1M = 1000K
*/
Chip_TIMER_Init(LPC_TIMER1);
Chip_TIMER_PrescaleSet(LPC_TIMER1, 100);
Chip_TIMER_Reset(LPC_TIMER1);
Chip_TIMER_MatchEnableInt(LPC_TIMER1, 1);
Chip_TIMER_SetMatch(LPC_TIMER1, 1, Chip_Clock_GetAsyncSyscon_ClockRate());
Chip_TIMER_ResetOnMatchEnable(LPC_TIMER1, 1);
Chip_TIMER_Disable(LPC_TIMER1);
NVIC_ClearPendingIRQ(CT32B1_IRQn);
NVIC_EnableIRQ(CT32B1_IRQn);
}

复制代码

配置如上，这里需要注意PR的理解和设置，这里初始化禁止了TIMER1，此处的TIMER1用于us的精确延时，因为6lowpan涉及的协议栈、RAIDO驱动都蛮在意这个us延时的。

这玩意很简单，不过得用心，NXP提供的文档和驱动包都能满足你，随便哪个外设都还是很方便就能用起来的。大家有关于通用定时器的问题可以在这个帖子中跟帖讨论，不写了，打算去继续搞一下，希望能移植结束。

第三篇 [LPC54100] 外部中断使用

这是很优秀的设计，以前没见过设计外设这么认真的，文档写的也不错，看起来清晰。

我们先来看关于数字外设的描述

提到了两种外部中断PINT和GINT，看起来都蛮不错的嘛，接着去细看一下PINT，因为RADIO接收需要中断。

这玩意很自由，所谓的match engine，不得不佩服设计者的用心良苦，关键是这么自由的东西配置起来一点也不复杂，主要还是归功于寄存器的设计合理。数字电路一流的，目前我用的IC这些东西要么很简单要么就特别复杂。。

继续看一下match engine的构造，就是这么的自然，第一次使用NXP的东西，确实不错，对于老手来说估计也不是啥新鲜事情了，就是这么见识少。。

接着看 detect logic构造，很清晰的看到需要去设置哪个寄存器

我的配置代码部分

/* AT86RF212B IRQ引脚--中断功能 */
Chip_PININT_Init (LPC_PININT);
Chip_GPIO_SetPinDIRInput (LPC_GPIO, 0, 4);
Chip_IOCON_PinMuxSet (LPC_IOCON, 0, 4, (IOCON_FUNC0 | IOCON_DIGITAL_EN | IOCON_GPIO_MODE));
Chip_INMUX_PinIntSel (PININTSELECT0, 0, 4);
Chip_PININT_ClearIntStatus (LPC_PININT, PININTCH(PININTSELECT0));
Chip_PININT_SetPinModeEdge (LPC_PININT, PININTCH(PININTSELECT0));
Chip_PININT_EnableIntLow (LPC_PININT, PININTCH(PININTSELECT0));
Chip_PININT_EnableIntHigh (LPC_PININT, PININTCH(PININTSELECT0));
NVIC_EnableIRQ (PIN_INT0_IRQn);
Chip_SYSCON_EnableWakeup (SYSCON_STARTER_PINT0);

复制代码

很简洁，就这几行全搞定了。

第四篇【LPC54100】6LowPAN网络-01

哎，年纪大了，稍微熬一下夜就困的不行了，我得去睡觉了。晚上断断续续的也算是完成了一部分移植吧，主框架是跑在M4上面的，传感器框架在M0内核上，细节还没有完善好。现在除了RADIO部分驱动的优化，其他基本上弄好了，不过不得不说UART不太好用，谁来个eg吧，关于中断接收的，目前参考代码包中的方式基本上是能用了，不过感觉还是有不少问题，这玩意有点怪，类似之前R21，还没R21做的好，都需要调用recv触发，搞不清楚是什么机制，待研究吧。由于UART有些问题所以SLIP也有点问题，这一次我没有使用openwrt路由做中转，之前是在openwrt路由下面把slip设备当做是一个虚拟网卡，然后桥接到lan。这次直接把串口接到电脑上，使用loopback adapter吧，这样lpc54102就相当于一张虚拟网卡，对于电脑而言，其他的基本上和之前的看起来是一样的了。

贴一些截图吧，实物和视频，暂缺。

总是会丢最后一包，没法子，UART驱动没写好，有机会再优化吧，算是给NXP和nmg一个交代吧。

早饭之后打开电脑对UART接收做了一些优化，哎。。官方的example还是蛮靠谱的需要完全按照他的思路来，不能一直poll调度ROM_UART_Receive，有兴趣的可以看一下uart_int.c这个文件，对于中断接收和中断发送的一些东西基本上都有的。只是需要注意例子中配合的__WFI指令的好处，在实际软件中需要实现类似的逻辑就可以了，做了一下优化，目前slip不会出现丢包的现象了，不过ping的ttl我还是不太满意，有机会再优化吧。上个图来

ping50包100字节数据的结果！

第五篇【LPC54100】6LowPAN边界网关-02视频

算是基本完成了吧，家里没有节点设备对应的程序下载接口，所以没办法演示节点的功能，视频中仅仅演示了LPC54102+AT86RF212B实现的6LowPAN边界路由的功能。

关于LPC54102部分的移植工作全部结束，后面的事情也就不继续了，没啥意思，有机会好好看看数据手册还有意义一点。软件的事情需要静下心来好好优化嘛，框架结构等等，不能这么快就弄完了，花了两个晚上基本上就能搞个demo还算容易上手吧。

一些硬件图片

基本上就这些了，哎，RADIO部分搞起来废了些时间，有个线搞反了，在家里找了把N年不用的电烙铁重新焊了一下，。。

简单说一下节点的能力提供CoAP的开关和调光应用，程序忘记烧了，下载线家里没现成的就没给他下了，有机会在补视频吧，网关部分是好了的，这RADIO是780Mhz的，号称能传输6Km，可惜自己做的模块没这么远。

视频在转码了，估计也快了。好了，可以好好睡觉了，下次论坛活动要看自己的近况来决定了，上班时间自然是不能占用的这是原则问题，论坛活动挺好的，可以在丰富业余生活，前提是有空余的时间和精力，偶尔参与一下也挺好的，能第一时间接触到一些新玩意。比如这次的LPC54102，我很喜欢，当然了NXP的东西还是第一次接触，以后有机会项目中会考虑使用NXP的东西，目前有打算使用LPC457x来做一些工控的应用，已经在评估了。

忘记拍web了
LPC54102 6lowPAN边界网关-01—在线播放—优酷网，视频高清在线观看